Abstract FR:

Afin d'étudier le mécanisme d'inhibition de la combustion par le potassium, un brûleur à flamme plane prémélangée basse pression (environ 60 mbar), ensemencée en potassium, a été mis au point. Des calculs de structure de flamme ont montré que l'ajout d'une infime quantité de potasse gazeuse (fraction molaire 10 puissance-3) peut modifier considérablement les profils de température et de concentration des espèces chimiques de flammes H2/CO/CO2/Ar prémélangées. En l'absence d'additif au potassium, le profil de température a été caractérise précisément par une technique optique non-intrusive, la spectrométrie d'absorption infrarouge à diode laser accordable (S. D. L. A. ). Les profils de concentration des espèces stables ont été caractérisés par spectrométrie de masse quadripolaire. Les profils mesurés s'accordent bien aux profils calculés à partir d'un mécanisme cinétique à 34 réactions. L'ensemencement en potassium de la flamme a été réalisé par introduction, dans les gaz frais, de fines gouttelettes (diamètre moyen d'environ 10 microns), générées par atomisation ultrasonique. Les gouttelettes étaient constituées soit d'une solution aqueuse concentrée de potasse, soit d'eau pure. Les conditions optimales d'ensemencement ont été déterminées par granulométrie-vélocimétrie phase Doppler (PDPA). Cette technique a en outre permis de mesurer la variation, due à l'évaporation, de la distribution granulométrique des gouttelettes. Dans le cas de l'eau pure, les valeurs expérimentales ont été comparées aux valeurs calculées par un modèle d'évaporation, couplé au modèle de structure de flamme et tenant compte de la variation, au cours de la trajectoire de la gouttelette, des propriétés du mélange gazeux environnant. L'ordre de grandeur de la fraction molaire totale de l'élément potassium passée en phase gazeuse, estimé d'après l'analyse des données du PDPA, est extrêmement faible (10 puissance -4). Le profil de vitesse des gaz dans la flamme ensemencée, directement relié au profil de température, a également été établi à partir de la vitesse mesurée des plus fines gouttelettes (diamètre d'environ 1 micron). Malgré une dispersion non négligeable des mesures, les profils obtenus avec solution de potasse ont révélé un niveau de vitesse plus élevé que ceux obtenus avec eau pure. Cette différence, qui reste cependant à confirmer, pourrait être attribuée à l'effet chimique du potassium sur le profil de température des gaz. Néanmoins, aucun effet n'a été détecté sur les profils de concentration des espèces stables.